Frings, E. (Corresponding author)FZJ*

1995
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Report No.: Juel-3101

Abstract: Durch die Kompartimentierung von Zellen können verschiedene und unterschiedlich regulierte Stoffwechselvorgänge gleichzeitig in einer Zelle ablaufen. Die Kompartimente stellen demnach funktionell unterschiedliche Reaktionsräume dar. Im Vergleich zu den eukaryontischen Zellen, die durch ihren komplexen Aufbau über zahlreiche Kompartimente wie u.a. Zellkern, Endoplasmatisches Retikulum, Mitochondrien verfügen, liegt Bakterienzellen ein einfaches Bauprinzip zugrunde. In den $\textbf{Gram}$ - $\textbf{negativen}$ Bakterien sind die innere und äußere Membran durch das Periplasma räumlich voneinander getrennt. Der periplasmatische Raum besteht aus einem einschichtigen, stark hydratisierten Peptidoglykangerüst, das über Lipoproteine mit der äußeren Membran verankert ist (Schlegel, 1985). Bei den $\textbf{Gram}$ - $\textbf{positiven}$ Bakterien wird die Cytoplasmamembran lediglich von einer vielschichtigen Zellwand umgeben, der Proteine, wie z.B. bei einigen $\textit{Bacillus}$ - Arten, als Bestandteile des sogenannten "S - layers" aufgelagert sein können. Da die Cytoplasmamembran bei beiden Bakteriengruppen eine Permeabilitätsschranke für hydrophile Stoffe darstellt, wird die Molekül - und Ionenzusammensetzungder Zelle gezielt durch Proteine reguliert, welche in die Cytoplasmamembran eingelagert sind oder mit derselben assoziiert sind. Proteine der Cytoplasmamembran sind außerdem an dem Aufbau von Zellwand polymeren, der Energiegewinnung, der Signalübertragung, sowie der Proteintranslokation beteiligt. Im Periplasma der Gram - negativen Bakterien befinden sich Proteine mit kataboler Funktion sowie Bindeproteine mit großer Affinität zu Nährstoffen. Sogenannte Porine bilden hydrophile Poren in der äußeren Membran der Gram - negativen Bakterien, die den Durchtritt von hydrophilen, niedermolekularen Substanzen ermöglichen. Da alle Proteine im Cytoplasma synthetisiert werden, müssen die in der Zellhülle lokalisierten Proteine zu ihrem Bestimmungsort exportiert werden. Die meisten Membranproteine, die periplasmatischen Proteine der Gram - negativen Bakterien, sowie die meisten Zellwand - assoziierten oder in das Kulturmedium freigesetzten Proteine der Gram - positiven Bakterien werden über einen Weg exportiert, an dem die sogenannten Sec ("secretion") - Proteine als Exportkomponenten beteiligt sind.

1. Institut für Biotechnologie (IBT)